“观测”湍流磁化坍缩分子云时的投影角效应 I. 化学与谱线转移

我们关于分子云和恒星形成早期阶段的大部分知识来源于分子谱线观测。然而，各种化学和辐射转移效应与投影效应相结合，可能导致对分子云的认知失真。我们的目标是通过基于坍缩分子云的化学动力学模拟创建合成谱线观测，同时研究所有这些效应。我们对超临界湍流坍缩分子云进行了 3D 理想 MHD 模拟，其中动力学演化与包含 115 个物种的非平衡气-粒化学网络耦合，该网络的演化由 >1600 个化学反应控制。我们使用多能级非 LTE 辐射转移代码对该模拟进行后处理，以生成相对于磁场平均分量具有不同投影角的 CO、HCO+、HCN 和 N2H+ (J = 1-0) 跃迁的合成 PPV 数据立方体。我们发现，与观测推导的丰度相比，模拟云中各种物种的化学丰度往往被高估，我们将这种差异归因于云坍缩迅速，因此各种物种没有足够的时间消耗到尘埃颗粒上。这表明我们的初始条件可能不对应于真实分子云和云核的初始条件。我们展示了投影角对我们产生合成观测的物种的矩图有显著影响。具体而言，当“正面”观测云时，CO、HCO+ 和 HCN 的积分发射和速度弥散比“侧面”观测时更高，而柱密度图则呈现相反的趋势。最后，我们表明在所有投影角下，只有 N2H+ 是云柱密度的准确示踪剂。